細(xì)胞因子影響了幾乎每一個生理過程，從 續(xù)產(chǎn)生的IL-18結(jié)合蛋白(IL-18BP)來降低。IL-18BP 的重組及天然蛋白 10 胚胎發(fā)育和疾病發(fā)生，到認(rèn)知功能的改 結(jié)合IL-18，親和力高于與細(xì)胞結(jié)合的或可溶性的 變、感染的非特異反應(yīng)、抗原的特異反應(yīng)、移 IL-18受體，因此能阻止IL-18的信號傳導(dǎo)6,7。 技術(shù)新體驗(yàn) 植排斥和衰老的退化過程。雖然細(xì)胞因子是由 IL-1β 的加工和分泌 加工和分泌過程的嚴(yán)謹(jǐn) R&D SYSTEMS NEW TOOLS免疫系統(tǒng)的細(xì)胞為了對抗感染而分泌的，但是 調(diào)控為抑制IL-1β和IL-18的活性提供了另一種機(jī) 由于促炎細(xì)胞因子在促進(jìn)或維持有害炎癥時起 Cell-Based ELISAs 11 制。 IL- 1家族成員除個別外，一開始合成的都是 作用，它們也成為治療性干預(yù)的靶標(biāo) 1 。事實(shí) 無活性的前體，缺乏典型的信號肽。與這種模式一 ExactaChIPTM染色質(zhì)免疫沉淀試 上，在細(xì)胞因子誘導(dǎo)的炎癥中，一些內(nèi)在機(jī)制 致，IL家族的成員-IL-33也是如此。這些細(xì)胞 劑盒 12也幫助減輕這些介質(zhì)的有害影響。

首先，就白 因子不能像其他分泌蛋白一樣，簡單地進(jìn)入典型的 介素-1(IL-1)來說，IL-1 RII細(xì)胞表面受體是真 分泌通路并離開細(xì)胞，而是必須從無活性的形式轉(zhuǎn) 正的IL-1受體的冒牌貨。IL-1 RII結(jié)合IL-1， BIObrief 變成有活性的形式。caspase-1是一種胞內(nèi)半胱氨酸 但并不傳遞信號，從而剝奪了真正的受體啟動 蛋白酶。IL-1β、IL-18和IL-33需經(jīng)caspase-1的作IL-1 信號的機(jī)會2。在炎癥過程中，細(xì)胞因子受 小鼠Th17分化中的信號途徑 插頁 用從無活性的前體轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓幕钚孕问讲拍鼙环?體的細(xì)胞外域(如可溶性IL-1受體)得以釋放，具 泌出胞外。caspase-1的激活是自身嚴(yán)格調(diào)控的，并 有中和IL-1信號的作用。此外，IL-1受體拮抗 成為限制炎癥的又一*機(jī)理。 劑(IL-1ra)能結(jié)合IL-1受體，其親和力高于IL-1α或IL-1β配體3，同樣不引發(fā)信號傳遞。由于 Caspase-1 和炎癥 Caspase-1，以前稱為IL-1βIL-1ra是以高濃度的急性時相蛋白(acute phase 轉(zhuǎn)換酶(ICE)，屬于9種半胱氨酸蛋白酶家族中的一protein)存在的，因此IL-1ra與IL-1的比例可影 員。這種半胱氨酸蛋白酶可特異性識別底物P1位點(diǎn) 響疾病的嚴(yán)重程度。zui后一個限制IL-1內(nèi)在炎 的天冬氨酸殘基。這個蛋白酶家族的大多數(shù)成員在 癥反應(yīng)的機(jī)制是單個免疫球蛋白IL-1相關(guān)受體 凋亡激活中可通過促進(jìn)關(guān)鍵胞內(nèi)蛋白的切割而介導(dǎo) 4 5 (SIGIRR)，它在體外 和體內(nèi) 均可降低炎癥反 程序性細(xì)胞死亡。然而，似乎只有caspase-1通過 應(yīng)。IL-1家族另一成員IL-18的作用也能通過持 切割I(lǐng)L-1β、IL-18和IL-33的前體，參與了炎癥反 www.rndsystemschina。。ｃｏｍ.cn 癌癥 發(fā)育學(xué) 內(nèi)分泌學(xué) 免疫學(xué) 神經(jīng)科學(xué) 蛋白酶 干細(xì)胞 1 |科研zui前沿|應(yīng)。實(shí)際上，IL-1β或IL-18炎癥中的限速步驟正是caspase-1的激 活。無活性的pro-caspase-1通過二聚體化轉(zhuǎn)變成有活性的酶，接著 Pro-Caspase-1 ASC A.一個自身催化反應(yīng)產(chǎn)生了包含兩個大亞基和兩個小亞基的活性分子。 caspase-1 CARD CARD PYR這種自身催化作用是由caspase-1炎性體(caspase-1 inflammasome)嚴(yán) CARD FIIND PYR NACHT NAD LRR格控制的8。 Cardinal NALP-3 (Cryopyrin) 大量研究集中在caspase-1的激活和活性IL-1β的釋放，然而對 于caspase-1在釋放IL-18或IL-33中的作用卻知之甚少。早在15年前 B. NALP-1 Pro-Caspase-5研究人員就已發(fā)現(xiàn)Caspase-1并認(rèn)識到它在IL-1β分泌中的重要性, PYR NACHT NAD LRR FIIND CARD caspase-5 CARD通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)caspase-1抑制劑能降低培養(yǎng)的單核細(xì)胞中分泌的活性 CARD PYR caspase-1 CARD IL-1β9,10。從那時起，對caspase-1缺陷小鼠的研究就證實(shí)了這個酶 ASC Pro-Caspase-1在控制炎癥中的重要性11,12。例如，發(fā)現(xiàn)caspase-1缺陷小鼠不會形 成炎癥性腸病(inflammatory bowel disease)13。然而，現(xiàn)在還不清楚 protein-protein interaction caspase-1缺陷小鼠中炎癥的減輕是不是因?yàn)镮L-18或IL-1β的加工 和釋放的減少14。 圖2 NALP3和NALP1炎性體。(A)NALP3是一種具有四個功能域的蛋白：PYR(Pyrin)、 NACHT(NAIP 、 CIITA 、 HET-E 、和 TP- 1 都含有此功能域 ) ， NAD(NALP 相關(guān)功能域 ) 和 Cryopyrin (NALP3)的發(fā)現(xiàn) 2001年，科學(xué)家們在研究對寒冷特別 LRR(亮氨酸富集重復(fù)區(qū))。NALP3通過其CARD(Caspase-1 Recruitment Domain)與pro- caspase–1相關(guān)聯(lián)。因NALP3缺乏自身的CARD，連接蛋白ASC(Apoptosis-associated敏感的患者時取得一個和pro-caspase-1前體加工有關(guān)的重大發(fā)現(xiàn)。 Speck-like protein containing CARD)上的CARD為其提供連接。ASC的pyrin功能域與 NALP3上的pyrin相互作用。NALP3上的NACHT功能域所發(fā)生的突變與三種自身免疫疾病 當(dāng)暴露在寒冷的溫度下，這些患者會出現(xiàn)蕁麻疹性皮疹，進(jìn)一步發(fā)展 有關(guān)(FCAS、MWS、NOMID,見表1)26-28.NALP3復(fù)合體上的其他蛋白，如Cardnical（NFkB為疲勞和關(guān)節(jié)疼痛的全身癥狀。此外，這些患者還出現(xiàn)了發(fā)燒和白細(xì) 活化配體的CARD 抑制劑）參與炎性體的寡聚反應(yīng)及Caspase–1 的激活反應(yīng)。(B) 位于 pro-caspase-1羧基端的CARD與NALP1羧基端的CARD相互作用。ASC的存在似乎有助于加 胞計數(shù)升高。實(shí)際上，他們對低溫的反應(yīng)類似于急性的感染的癥狀。NALP1炎性體的功能。NALP1還參與了對Caspase–5的激活。ASC的CARD和pyrin功能 域把pro-caspase-5與NALP1蛋白連接在一起。 生將這種疾病稱之為家族性寒冷自身炎癥綜合癥(Familial Cold Auto-inflammatory Syndrome ，F(xiàn)CAS)，但它的起因卻無人知曉。通過對一 巨噬細(xì)胞、巨噬細(xì)胞系或從循環(huán)的單核細(xì)胞衍化來的樹突狀細(xì)胞中的 個大家庭中有癥狀的患者進(jìn)行遺傳分析，研究人員發(fā)現(xiàn)寒冷敏感性 炎性體就不是一直處于激活狀態(tài)。在這些細(xì)胞中，IL-1β前體合成 狀有著常染色體顯性遺傳模式，患者們的同一個基因發(fā)生了突變。 的激發(fā)以及鉀離子流出的刺激都是激活炎性體所必需的。但在自身炎 這個基因被命名為“寒冷誘導(dǎo)自身炎癥綜合癥-1"或CIAS-1(Cold- 癥疾病的患者中，炎性體已被激活，它不需要胞內(nèi)鉀離子水平的減少induced Auto-inflammatory Syndrome-1)，這個基因編碼的蛋白就 20 。 稱為cryopyrin15。Cryopyrin 的另一個名字是NALP3。之后的研究表明 除了自身炎癥疾病，NALP3炎性體對IL-1β和IL-18前體的加工NALP3 通過蛋白間的相互作用與胞內(nèi)的pro-caspase-1蛋白結(jié)合16,17。 在接觸性超敏反應(yīng)中也起著重要作用。接觸性超敏反應(yīng)或濕疹是指 正如下文所述，這種結(jié)合對于pro-caspase-1的加工和激活是非常重 皮膚暴露在化學(xué)接觸性致敏原下會引起免疫反應(yīng)。角質(zhì)細(xì)胞中包含 要的。 了NALP3炎性體的成分，而接觸性致敏原引起了caspase-1依賴性的 NALP3 炎性體 這個炎性體由蛋白成分構(gòu)成，它們由弱的蛋白- IL-1β和IL-18的加工和分泌。實(shí)際上，ASC和NALP3缺陷的小鼠所表 蛋白相互作用裝配形成了一個復(fù)合物18。盡管NALP3炎性體可在某些 現(xiàn)出相對弱的接觸性皮炎，提示接觸性超敏反應(yīng)部分是由NALP3 炎性 條件下預(yù)先激活，但大部分研究表明NALP3的激活需要胞內(nèi)鉀離子水 體的激活引起的21。 平的突然降低。細(xì)胞鉀離子的流出可由胞外ATP經(jīng)P2X7嘌呤通道或其 他死細(xì)胞的副產(chǎn)物引發(fā)。鉀離子流出或其他微生物觸發(fā)物，激活了 NALP1 炎性體 患有白癜風(fēng)(一種攻擊皮膚黑色素細(xì)胞的自身免NALP3炎性體的寡聚反應(yīng)。Pro-caspase-1通過CARD功能域與炎性體結(jié) 疫疾病)的病人可能還患有第二種甚至第三種自身免疫疾病，如甲狀 合。這個功能域結(jié)合了ASC銜接蛋白上的CARD功能域，然后通過它的 腺炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、糖尿病或炎癥性腸疾病(克羅恩氏病)。對患pyrin(PYR)功能域與NALP3相互作用。

這種pro-caspase-1與NALP3 有白癜風(fēng)及第二種自身免疫疾病的家族患者進(jìn)行遺傳分析，發(fā)現(xiàn)了 22的結(jié)合引發(fā)了自身催化事件，激活了pro-caspase-1，并導(dǎo)致IL-1β NALP家族基因的另一個突變，NALP1 。盡管NALP1和NALP3都參與了 前體的加工。加工過的活性IL-1β或可直接從胞漿離開細(xì)胞或可通 pro-caspase-1向活性酶的轉(zhuǎn)變，但NALP1能通過CARD結(jié)構(gòu)域與pro- 19過專門的分泌溶酶體離去(圖3) 。 caspase-1直接結(jié)合(圖2)。NALP3炎性體的低聚化需要ASC銜接蛋白連 接NALP3與pro-caspase-1，盡管ASC可以擴(kuò)增NALP1復(fù)合物的形成，但 在新鮮獲得的人血液單核細(xì)胞中，炎性體似乎一直處于激活妝態(tài)。這 并不是其形成所必需的。 種激活水平與內(nèi)毒素、其他Toll 樣受體(TLR)的配體或細(xì)胞因子(包括IL-1 本身)的刺激相似，在誘導(dǎo)IL-1β前體的加工后分泌這些活性細(xì) NALP 1對 caspase 的加工顯然在特定的促炎癥細(xì)胞死亡過程 胞因子。加工過的IL-1β的釋放在幾小時內(nèi)持續(xù)發(fā)生。相比之下， (pyroptosis) 中扮演了重要角色。 Pyroptosis 不像凋亡那樣需要 caspase-1。例如，在感染了沙門氏菌的巨噬細(xì)胞中，caspase-1由 Idiopathic Arthritis)是一種使人虛弱的兒童期疾病，并伴有反復(fù)發(fā)NALP1激活，產(chǎn)生了IL-1β和IL-18，接著細(xì)胞內(nèi)含物通過細(xì)胞膜孔 作的發(fā)燒和關(guān)節(jié)炎。這些患者與正常兒童相比，血液單核細(xì)胞分泌 迅速釋放23。同樣地，炭疽毒素引起的巨噬細(xì)胞死亡以pyroptosis 的 了更多的IL-1β。盡管沒有特定的遺傳基礎(chǔ)能用來解釋這種疾病， 方式發(fā)生，需要NALP1激活caspase-1，此外NALP1對caspase-5的激活 IL-1β阻斷劑的治療非常有效，這樣的話，可以降低標(biāo)準(zhǔn)的皮質(zhì)類固 也是pyroptosis所必需的(圖2)。 醇的劑量，使這些兒童能正常生長。與此類似的是，新生兒多系統(tǒng)炎 癥疾病患者的血液單核細(xì)胞與正常人的單核細(xì)胞對照組相比，分泌了 自身炎癥疾病的治療 一些慢性的常常導(dǎo)致人很虛弱的炎癥疾病 更多的IL-1β20,27,29。 被稱為自身炎癥。這些失調(diào)還伴隨著發(fā)燒、關(guān)節(jié)和肌肉疼痛、疲勞 以及白細(xì)胞計數(shù)升高(大部分為嗜中性粒細(xì)胞)、急性周期蛋白增加、 zui近對II 型糖尿病患者的研究也表明IL-1ra和Anakinra的注射能 貧血和血小板數(shù)量高(血小板增多癥)。更重要的是，歸為自身炎癥的 保護(hù)胰島中分泌胰島素的β細(xì)胞30。這些臨床發(fā)現(xiàn)證實(shí)了20多年前認(rèn) 疾病在使用某一種治療手段降低IL-1活性，尤其是IL-1β后，在臨 為IL-1β對β細(xì)胞有毒并參與了糖尿病中β細(xì)胞團(tuán)死亡的研究結(jié)果。 床、血液和生化參數(shù)上都表現(xiàn)出快速并持續(xù)的下降24。這種IL-1活性 在II 型糖尿病患者中 IL-1β的來源可能是生物試劑胰島素的β細(xì)胞本 的下降可以通過IL-1受體拮抗劑、抗IL-1β單克隆中和抗體、IL-1 身，它釋放出IL-1β以應(yīng)對高葡萄糖水平31?？偟膩碚f，自體炎癥疾Trap或口服caspase-1抑制劑來實(shí)現(xiàn)。相比之下，降低TNF-α的活性 病的成功治療就是針對IL-1β。這種系統(tǒng)炎癥反復(fù)發(fā)作的真正觸發(fā)機(jī) 卻幾乎沒有效果，表明自體炎癥疾病主要是由IL-1β調(diào)節(jié)的。這些失 制似乎是IL-1β本身，因?yàn)镮L-1β表現(xiàn)出正反饋。 調(diào)代表caspase-1炎性體無法控制IL-1β前體的加工。

在自體炎癥疾 并不是所有的IL-1β前體都會被胞內(nèi)的caspase-1切割。在細(xì)胞 病中阻斷IL-1β常常會導(dǎo)致炎性體活性的降低。這暗示IL-1β本身 外，IL-1β前體能被嗜中性粒細(xì)胞中的絲氨酸蛋白酶proteinase-3操控了它自身的合成，以及炎性體的激活(圖3)20。表1列出了一些被 切割32。這種類型的酶切加工同樣產(chǎn)生了有活性的IL-1β，這類患者 歸為自身炎癥的疾病。一些遺傳性自身炎癥疾病也指的是家族周期性 對IL-1β阻斷治療反應(yīng)良好。例如，嗜中性粒細(xì)胞起主要作用的尿酸 發(fā)燒綜合癥25。自身炎癥綜合癥和疾病的癥狀構(gòu)成了一系列的破壞性 26-28 鹽結(jié)晶關(guān)節(jié)炎(痛風(fēng))就能用IL-1受體拮抗劑來進(jìn)行治療33。 的炎癥反應(yīng) 。